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常見的高鹽鹵水為氯化鈉水溶液，溶解度高達 25%。鹽水能夠應用于各種工業領域，比如在環境監測研究中（例如，堿性水或海水），因此受到了廣泛的關注。隨著電動汽車 (EV) 和可持續能源儲存的快速發展，另一種需要分析鹽水的重要應用已然出現，也就是地下鹵水。地下鹵水1和富鋰礦物以及巖石2是滿足全球迅速增長的鋰需求的重要來源。雖然鹽水是豐富的且相對容易獲取的鋰源，但是，在開采時必須考慮氣候變化、相關環境風險和原材料供應的潛在影響。因此，應準確評估鹽水中的鋰含量和常見雜質含量。另外，從鹽水中提取稀土元素 REE 也是鹽水的一個重要應用，因此通常也要測試REE含量 ，常見的REE元素主要指鑭系元素，這些元素在鹽水中的濃度極低（通常為 ng·L-1 水平）。

測試難點

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?? 固溶物含量高：通常高于 0.5% w/v，高鹽樣品顯著影響儀器的靈敏度，導致內標漂移；

?? 鹽分高：容易在錐孔、矩管中心管、霧化器噴嘴積鹽，造成堵塞，增加了系統維護以及不必要的停機時間；

?? 手動稀釋：通常高鹽樣品采用手動稀釋，必然會耗時費力。

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儀器參數設置

??儀器：iCAP RQplus ICP-MS

圖1 RQplus ICP-MS外觀圖

??配置：采用配有 AGD 功能的 iCAP RQplus ICP-MS 進行測試，避免了手動稀釋。Thermo Scientific™ Qtegra™  (ISDS) 軟件中設置有三種不同的稀釋模式選項，可在創建 LabBook 時由用戶進行直觀選擇（圖2）。除 AGD 技術之后，同時采用氬氣加濕技術，氬氣加濕器（pergo，Elemental Scientific (ESI)）會顯著改善砷和硒等高電離電位元素的分析性能，消除基體效應對回收率造成的潛在影響。

圖2.Qtegra ISDS 采集參數

（點擊查看大圖）

??儀器參數：表1為儀器分析參數。使用通過 Qtegra ISDS 軟件提供的默認自動調諧程序優化測量模式。

表1.儀器配置和操作參數

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數據采集和數據處理

Qtegra ISDS 軟件提供儀器控制（自動調諧、校準等）以及數據采集、處理和報告等一系列功能，包括一系列的質量控制測試功能，充分體現軟件的人性化設計。此外Qtegra 軟件具有 Thermo Scientific™ Hawk™ 儀器狀態監測系統的功能（圖3），使用戶能夠監測進樣系統所有部件的使用情況，從而有助于通過全面維護計劃提高儀器正常運行效率。

圖3 Qtegra 軟件的Hawk儀器狀態監測系統

（點擊查看大圖）

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樣品制備

●在 100 g 2% v/v HNO3中溶解 25 g 純 NaCl ，制備含有 25% w/w NaCl 的鹽水溶液。

●使用混合酸稀釋劑（2% v/v HNO3 和 0.5% v/v HCl）和多元素標準品（SPEX™ CertiPrep™）制備所有空白樣、校準標準品、基體加標和質量控制 (QC) 溶液。

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靈敏度和線性

表2總結了獲得的儀器檢出限 (IDL) ，以及研究中34種元素的相關系數 (R2)，IDL 是對校準空白樣進行十次重復測量所得到的標準差的三倍。由于分析溶液沒有手動稀釋，這意味著 IDL 直接等同于方法檢測限 (MDL)。值得一提的是，這些方法檢出限已包含了 AGD稀釋功能的換算系數。

表2.所有目標分析物的校準結果、MDL和內標物

（上下滑動查看）

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基體評估

圖4顯示了在分析 0.5%-4.0% 的鹽水溶液過程中加標回收率的結果。典型回收率在 80%-120% 的范圍內，這些結果證明，使用 AGD可顯著降低基體的影響。

圖4.含有 0.5% - 4.0% w/w NaCl.的模擬鹽水樣品的 25 µg·L-1 加標回收（點擊查看大圖）

連續吸入一小時內高濃度鹽水溶液后，對進樣系統進行目視檢查，如預期的那樣，基質導致樣品和截取錐表面已形成鹽份沉積（圖5A），特別值得提出的是，正是由于嵌片技術的使用，這些積鹽形成的位置均分布于截取錐的基座部分，而錐尖部分極為少見，這是其它非嵌片技術截取錐無法實現的，圖5B是按照建議程序完成清潔過程之后的截取錐圖像，基質沉積物很容易被洗凈，即可用于繼續進行分析。

圖5.在 (A) 之前和清潔 (B) 之后運行鹽水分析的所有序列后的截取錐情況（15小時內約200個鹽水基質樣品）

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長期穩健性測試

為了模擬高通量分析，分析了大批含有 2.5% w/w 鹽水溶液的樣品。分析的溶液總數為150份（包括120份未知樣品、30份校準物和 QC 檢查溶液），總分析時間需要約9小時。所有34個元素的全部 CCV 相對標準差表明回收率良好 (86%-119%)，批次內的相對標準差為 ±3.5%。圖6提供了直接從 Qtegra ISDS 軟件中獲得的截圖，突出顯示了批次運行時間內 QC 檢查的高穩定響應。

圖6.34個元素的 QC 校準驗證結果

（點擊查看大圖）

此外，34個目標元素的加標回收率均在 80%-120%內。圖7特別強調了鑭系（濃度通常低于 1 µg·L-1 的一組分析物）的加標回收率。為了模擬實際條件，以僅 0.1 μg·L-1 和 0.2 μg·L-1 的水平進行加標回收率測試，即使在較低濃度水平下，也獲得了出色的結果。

圖7.在9小時分析中，使用 2.5% w/w 鹽水樣品獲得的 0.1 μg·L-1 和 0.2 μg·L-1 REE 加標回收率測試結果（點擊查看大圖）

本文總結

Thermo Fisher iCAP RQplus ICP-MS 的 AGD 功能，允許實驗室能夠在高鹽溶液等挑戰性樣品中進行準確、可靠的元素分析。對大量不同濃度的鹽水樣品中的34個元素進行的分析證明該方法具有以下優勢：

?? 可通過自動調諧程序wanquan優化 AGD 稀釋比模式，使儀器適用于高通量實驗室操作。

??  AGD 最高稀釋設置允許吸入高達 25% w/w 的鹽水樣品，并可獲得zhuoyue的 MDL，同時消除了費力的手動樣品稀釋需求，加速樣品通量。

?? 在一個包含120份 2.5% w/w 鹽水溶液樣品的批次中，獲得了良好的 CCV 回收率和加標回收率，證明了方法具有高可靠性。

?? 使用單一He KED 模式用于所有分析物，實現較高的靈敏度并消除干擾，確保提供出色的儀器檢出限和線性響應。

?? Hawk 儀器健康監測助手，提供有關儀器性能和耗材狀態的信息，確保日常操作和長期儀器監測，促進可靠、穩健分析。